JP4618463B2

JP4618463B2 - Front teleconverter

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Publication number: JP4618463B2
Application number: JP35588099A
Authority: JP
Inventors: 憲三郎鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP2001174702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントテレコンバーターに関し、特に撮影レンズの焦点距離を拡大するためにその物体側に装着するテレコンバーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開昭６３−２１０８１０号公報や特開平３−５９５０８号公報などには、ビデオカメラ用のフロントテレコンバーターが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−２１０８１０号公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、レンズ枚数が比較的少なく単純な構成であるため、良好な結像性能を得ることが困難であるという不都合があった。
また、特開平３−５９５０８公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、アフォーカル倍率が１．４６倍程度と低いため、実用的価値が低いという不都合があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高倍率であるにもかかわらず、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、撮影レンズの物体側に着脱自在に装着されるフロントテレコンバーターにおいて、前記フロントテレコンバーターは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、前記正レンズ群ＧＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、正メニスカスレンズとから構成され、前記正レンズおよび前記正メニスカスレンズのうちの少なくとも一方のレンズはアッベ数νｄが６５以上の光学ガラスから形成され、前記負レンズ群ＧＲは、像側に凸面を向けた正レンズを有し、前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記負レンズ群ＧＲの焦点距離をｆＲとし、前記正レンズ群ＧＦと前記負レンズ群ＧＲとの軸上間隔をＤFRとし、前記正レンズ群ＧＦの最も物体側のレンズ面の有効径をΦＦとし、前記フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率をＭとしたとき、
０．５＜ΦＦ／｜ｆＲ｜＜１０．０
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１５．０
１．９＜Ｍ
の条件を満足することを特徴とするフロントテレコンバーターである。
【０００６】
請求項２の発明は、前記正レンズ群ＧＦは、最も物体側に配置され且つ物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズを有し、前記負レンズ群ＧＲは、最も物体側に配置された正レンズと、該正レンズの像側に配置された両凹レンズとを有し、前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記負レンズ群ＧＲの最も物体側のレンズ面の有効径をΦＲとしたとき、
０．０３＜ΦＲ／ｆＦ＜１．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のフロントテレコンバーターである。
【０００７】
請求項３の発明は、前記負レンズ群ＧＲは、物体側から順に、正メニスカスレンズと両凹レンズと正メニスカスレンズとの貼り合わせで構成され、前記両凹レンズのｄ線に対する屈折率ｎｄは、
１．７＜ｎｄ
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のフロントテレコンバーターである。
請求項４の発明は、前記負レンズ群ＧＲ中の正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値をＮとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記両凹レンズの物体側の面の曲率半径をＲＡとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記両凹レンズの像側の面の曲率半径をＲＢとしたとき、
１．６＜Ｎ
−２．０＜（ＲＢ＋ＲＡ）／（ＲＢ−ＲＡ）＜０
の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載のフロントテレコンバーターである。
請求項５の発明は、前記負レンズ群ＧＲまたはその一部を光軸と直交する方向にシフトさせて防振レンズ群を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーターである。
請求項６の発明は、前記フロントテレコンバーターは、回折光学素子を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーターである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、フロントテレコンバーターについて光学的に解説する。
本発明において、フロントコンバーターとは、対物レンズの物体側に装着されて、物体側から入射した平行光束を像側へ平行に射出する光学系をいう。この場合、フロントコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜：θout は射出側の軸上近軸光線の傾角であり、θinは入射側の軸上近軸光線の傾角である）を示す。なお、本発明は、アフォーカル倍率Ｍが１．０よりも大きいフロントコンバーター、いわゆる望遠化の機能を有するフロントテレコンバーターに関するものである。
【０００９】
具体的には、本発明のフロントテレコンバーターは、ガリレオ型光学系を構成している。すなわち、基本的には、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、正レンズ群ＧＦの像側焦点位置と負レンズ群ＧＲの物体側焦点位置とを一致させている。その結果、物体側から平行に入射した光線束は、本発明のフロントテレコンバーターを介した後、像側へ平行に射出される。そこで、テレコンバーターは、アフォーカルコンバーターとも呼ばれる。
【００１０】
したがって、本発明のフロントテレコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、負レンズ群ＧＲの焦点距離をｆＲとすると、以下の式（ａ）で表される。
Ｍ＝ｆＦ／｜ｆＲ｜（ａ）
ただし、正レンズ群ＧＦの像側焦点位置と負レンズ群ＧＲの物体側焦点位置とを一致させていないときでも、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜）でＭ＝｜θout ／θin｜と定義する。
なお、このＭの値は、テレコンバーターのレンズデータの部分のみを近軸追跡計算することによって求められる。すなわち、マスターレンズによらず、テレコンバーターのアフォーカル倍率はテレコンバーターの構成パラメータによって定まるのである。
【００１１】
但し、実用的には、正レンズ群ＧＦの像側焦点位置と負レンズ群ＧＲの物体側焦点位置とを厳密に一致させる必要はなく、正レンズ群ＧＦまたは負レンズ群ＧＲの少なくともいずれか一方を光軸上に移動させてピント合わせ（焦点合わせ）をするか、後方の撮影レンズ（対物レンズ）でピント合わせをすることができる範囲内において双方の焦点位置を十分に近接させておけば良い。
このように双方の焦点位置が厳密に一致していない場合でも、アフォーカル倍率とは軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比と考えるものとする。なお、この時のアフォーカル倍率は式（ａ）からずれるが、そのずれ量はわずかである。
なお、双方の焦点位置を厳密に一致させた場合、アフォーカルコンバーターと任意の結像レンズ系（焦点距離ｆとする）の合成焦点距離はＭ×ｆで与えられるが、一致していない場合はＭ×ｆから若干外れてしまう。合成した全体の光学系の焦点距離は、近軸光線追跡計算によって求められる。
【００１２】
フロントテレコンバーターには、正レンズ群と正レンズ群とを組み合わせるケプラー型のアフォーカルコンバーターもあり得るが、フロントテレコンバーターの全長を短くするには、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターとすることが望ましい。また、ガリレオ型のアフォーカルコンバーターでは、装着した状態においても像の姿勢が不変であるため、カメラなどの撮影レンズに装着するのに好都合である。
なお、本発明のフロントテレコンバーターのような付加的な光学系では、それ自体において収差を十分に除去しておかないと、撮影レンズに装着した状態における合成光学系（フロントテレコンバーター＋撮影レンズ）での収差が劣化してしまい、合成の結像性能が劣化してしまうので注意が必要である。
本発明は、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターにおいて、高倍率であるにもかかわらず、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを見い出したものである。
【００１３】
以下、各条件式に沿って本発明をさらに詳細に説明する。
本発明においては、正レンズ群ＧＦが接合正レンズを有し、負レンズ群ＧＲが像側に凸面を向けた正レンズを有し、以下の条件式（１）を満足する。
０．５＜ΦＦ／｜ｆＲ｜＜１０．０（１）
ここで、ｆＲは、負レンズ群ＧＲの焦点距離である。また、ΦＦは、正レンズ群ＧＦの最も物体側のレンズ面の有効径である。
【００１４】
条件式（１）は、正レンズ群ＧＦの最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦと負レンズ群ＧＲの焦点距離ｆＲとの比率について適切な範囲を示すものである。
この条件式（１）は、テレコンバーターの前群である正レンズ群ＧＦを通る光束の太さと後群である負レンズ群ＧＲの焦点距離とを規定するものであり、十分に良好な画質を得るために必要な光束を選択的に通し、且つ負レンズ群ＧＲの屈折力を適正な範囲に収めるために重要な条件式である。
【００１５】
条件式（１）の上限値を上回ると、正レンズ群ＧＦの最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが大きくなりすぎて、すなわち正レンズ群ＧＦを通る光線高さが大きくなりすぎて、収差発生が大きくなってしまうので不都合である。加えて、迷光が光学系に入り易くなり、ゴーストやフレアが発生しやすくなるという不都合も生じる。さらに、前玉径（最も物体側に配置されたレンズの径）が増大して、光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大してしまうという不都合も生じる。
【００１６】
一方、条件式（１）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが小さくなりすぎて、周辺光量を十分に得ることができなくなるので不都合である。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（１）の上限値を２．５とし、下限値を０．０８とすることが好ましい。
【００１７】
また、本発明においては、正レンズ群ＧＦが、最も物体側に配置され且つ物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズを有し、負レンズ群ＧＲが、最も物体側に配置された正レンズとその像側に配置された両凹レンズとを有し、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．０３＜ΦＲ／ｆＦ＜１．０（２）
ここで、ΦＲは、負レンズ群ＧＲの最も物体側のレンズ面の有効径である。また、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。
【００１８】
条件式（２）は、負レンズ群ＧＲの最も物体側のレンズ面の有効径ΦＲと正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦとの比率について適切な範囲を示すものである。
条件式（２）の上限値を上回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、テレコンバーターで発生する球面収差が甚大になり、画質が損なわれるので好ましくない。また、正レンズ群ＧＦを鏡筒に組み付ける際の偏芯感度が大きくなりすぎて、製造しにくくなるので好ましくない。
【００１９】
一方、条件式（２）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、テレコンバーターの全長が長くなるので好ましくない。また、軸上色収差が過大となり、画質が損なわれるので好ましくない。さらに、一定以上の周辺光量を得ようとすると、前玉径が増大してしまうので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（２）の上限値を０．３とし、下限値を０．０８とすることが好ましい。また、本発明では、アフォーカル倍率が１．９より大きい場合において、上述の条件式（２）が効果的であることを見い出した。
【００２０】
さらに、良好な結像性能を確保するには、像側に配置された負レンズ群ＧＲが正レンズを含むことが重要であることを見い出した。特に、像面の平坦性を確保する上でペッツバール和を良好に補正するために、負レンズ群ＧＲが正レンズを含むことが重要である。
また、本発明では、さらに良好な結像性能を得るために、正レンズ群ＧＦ中の接合正レンズが、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせで構成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明のフロントテレコンバーターを撮影レンズの物体側に装着した場合、元のマスターレンズ（撮影レンズ）の色収差に対してテレコンバーターで発生する色収差が加わる。したがって、接合正レンズの上述の構成は、合成光学系（テレコンバーター＋撮影レンズ）における十分な軸上色消しのために特に重要である。さらに、接合正レンズを構成する正レンズにより、球面収差と、主光線よりも下側の光線のコマ収差とを良好に補正することができるため、接合正レンズの上述の構成は良好な結像性能を得る上で重要な構成要件である。
【００２２】
また、本発明では、正レンズ群ＧＦが、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、正メニスカスレンズとから構成され、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１５．０（３）
ここで、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。また、Ｍは、フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率である。さらに、ＤFRは、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔（光軸に沿った空気間隔）である。
【００２３】
条件式（３）の上限値を上回ると、アフォーカル倍率Ｍに対応した焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、その結果フロントテレコンバーターの全長が大きくなるだけでなく、球面収差および軸上色収差が大きくなるので好ましくない。また、前玉径が増大する傾向となり、光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大するので好ましくない。
【００２４】
逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、像面湾曲が大きくなるだけでなく、主光線よりも下側の光線のコマ収差が大きくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。また、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔ＤFRが大きくなる傾向となり、フロントテレコンバーターの全長が大きくなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（３）の上限値を９．０とし、下限値を５．０とすることが好ましい。
【００２５】
さらに、充分な色消しのために、正レンズ群ＧＦが低分散ガラスから形成された少なくとも１枚の正レンズを有することが望ましい。より具体的には、正レンズ群ＧＦが、いわゆるアッベ数νｄが６５以上の光学ガラスから形成された正レンズを少なくとも１枚含むことが望ましい。この構成により、軸上色収差だけでなく倍率色収差も十分に補正して、良好な結像性能を得ることができる。なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、正レンズ群ＧＦが、アッベ数νｄが８０以上の光学ガラスから形成された正レンズを少なくとも１枚含むことが好ましい。
【００２６】
さらに、正レンズ群ＧＦが異常分散性を有する光学ガラスから形成された正レンズを少なくとも１枚含むことが望ましい。これは、テレコンバーターを高倍化するために非常に重要である。以下、異常分散性について簡単に説明する。
光学ガラスが有する２つの部分分散（２つの波長光に対する屈折率の差）の比を部分分散比と言い、次の式（ｂ）で定義される量Ｐ（ｇＦｄＣ）を考える。
Ｐ（ｇＦｄＣ）＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）（ｂ）
ここで、ｇ、Ｆ、ｄおよびＣは、各スペクトル線記号である。そして、ｎｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率であり、ｎｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率である。また、ｎＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）に対する屈折率であり、ｎＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）に対する屈折率である。
【００２７】
この部分分散比Ｐ（ｇＦｄＣ）とアッベ数νとをグラフの縦横にプロットした場合に、標準的なガラスの座標からずれているものが、異常分散性のガラスと呼ばれている。より具体的に説明すると、標準的なガラスとしては、たとえばショット社のクラウンガラスＫ７およびフリントガラスＦ２が代表的であり、この２つのガラスの座標を結んだ線からずれの大きいものを異常分散性のガラスと言う。
【００２８】
本発明においては、充分な色消しのために、正レンズ群ＧＦ中の正レンズにアッベ数νｄが８０以上で且つ部分分散比Ｐ（ｇＦｄＣ）が０．８以上の光学ガラスを用いることが極めて有効であることを見い出した。また、正レンズ群ＧＦ中の正レンズを低分散ガラスで形成すると、接合レンズとして色消しの効果を十分に発揮できるのでより好ましいことを見い出した。さらには、正レンズ群ＧＦ中のいずれかの正レンズに低分散ガラスを用いても、優れた色消し作用を得ることができる。
【００２９】
また、本発明においては、以上の構成に加えて、負レンズ群ＧＲが、物体側から順に、正メニスカスレンズと両凹レンズと正メニスカスレンズとの貼り合わせで構成され、この両凹レンズのｄ線に対する屈折率ｎｄが以下の条件式（４）を満たすことが好ましい。
１．７＜ｎｄ（４）
【００３０】
条件式（４）の下限値を下回ると、光学系全体のペッツバール和が負側に変位しやすくなる。その結果、像面が正側に大きく曲がってしまい、画面周辺での結像性能を悪化させてしまうので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（４）の下限値を１．８とすることが好ましい。
また、本発明においては、アフォーカル倍率が２．５より大きい場合、すなわち高倍率の場合、上述の条件式（１）〜（４）がより効果的であることを見い出した。
【００３１】
また、本発明において、さらに良好な結像性能を得るには、以上の構成に加えて、以下の条件式（５）および（６）を満たすことが望ましい。
１．６＜Ｎ（５）
−２．０＜（ＲＢ＋ＲＡ）／（ＲＢ−ＲＡ）＜０（６）
ここで、Ｎは、負レンズ群ＧＲ中の正レンズのｄ線に対する屈折率（複数の正レンズを含む場合にはその平均値をとる）である。また、ＲＡは負レンズ群ＧＲ中の両凹レンズの物体側の面の曲率半径であり、ＲＢは負レンズ群ＧＲ中の両凹レンズの像側の面の曲率半径である。
【００３２】
条件式（５）は、負レンズ群ＧＲ中の正レンズのｄ線に対する屈折率について適切な範囲を規定している。
条件式（５）の下限値を下回ると、屈折率Ｎが小さくなりすぎて、ペッツバール和が負になり易くなる。その結果、諸収差のうち特に像面湾曲が大きくなる傾向になって、画質が損なわれるので好ましくない。この条件式（５）は、アフォーカル倍率が２．５より大きい場合に、特に有効である。
【００３３】
条件式（６）は、負レンズ群ＧＲ中の両凹レンズのシェイプファクター（形状因子）について適切な範囲を規定している。シェイプファクターはレンズ形状を示すパラメータであって、その値によりレンズ形状が両凹形状やメニスカス形状などに変わる。
条件式（６）の上限値を上回ると、両凹レンズのシェイプファクターが大きくなりすぎて、主光線よりも下側の光線のコマ収差が大きくなってしまうので好ましくない。また、レンズ形状が製造困難化してしまうので、好ましくない。さらに、面反射によるゴースト、フレアの増加という不都合も生じるので好ましくない。
【００３４】
一方、条件式（６）の下限値を下回ると、両凹レンズのシェイプファクターが小さくなりすぎて、球面収差が正側に大きくなってしまうので好ましくない。また、物体側の面がフラット面に近づきすぎて、面反射によるゴースト・フレアが発生しやすくなり、画質が損なわれるという不都合が生じるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（６）の上限値を−０．１とし、下限値を−０．６とすることが好ましい。
さらに、本発明においては、条件式（５）および（６）も、条件式（１）〜（４）と同様に、アフォーカル倍率が２．５より大きい場合により効果的であることを見い出した。
【００３５】
実際にテレコンバーターを構成する場合、更に良好な結像性能のために、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成され、正レンズおよび正メニスカスレンズのうちの少なくともいずれか一方のレンズはアッベ数νｄが８０以上の低分散ガラスから形成されていることが好ましい。この場合、正レンズおよび正メニスカスレンズの双方を上述の低分散ガラスで形成すれば、より一層優れた結像性能を得ることができる。さらに、本発明においては、正レンズおよび正メニスカスレンズの双方を前述の異常分散性のガラスで形成することが良好な収差補正のために望ましいことも見い出した。
【００３６】
一方、負レンズ群ＧＲは、物体側から順に、正メニスカスレンズと両凹レンズと正メニスカスレンズとの貼り合わせで構成されていることが好ましい。換言すると、負レンズ群ＧＲは、３枚のレンズからなる接合負レンズであることが望ましい。さらに、負レンズ群ＧＲが像側に凸面を向けた正レンズを有することが、諸収差のうち特に球面収差の補正に効果的であり、これにより良好な結像性能を得ることができる。これらの構成は、特にアフォーカル倍率Ｍが次の条件式（７）を満足する場合に、より効果的である。
２．５＜Ｍ（７）
これは、アフォーカル倍率Ｍを高めていくと、諸収差のうち軸上色収差の発生量が特に大きくなってしまうが、上述の構成により良好な色収差バランスを達成することができるからである。
【００３７】
また、正レンズ群ＧＦ中の接合正レンズでは、正レンズのアッベ数を大きくして低分散とし、負レンズのアッベ数を小さくして高分散とすることによって充分な軸上色消しを達成することができる。この時、正レンズのアッベ数と負レンズのアッベ数との差 Δνを１０以上とすることが望ましい。なお、複数の正レンズまたは負レンズを含む場合には、その最小の差 Δνを１０以上とすることが望ましい。
【００３８】
また、貼り合わせレンズ（接合レンズ）を導入することにより、製造時においてレンズの相互偏芯が生じにくくなり、製造誤差による性能劣化を軽減することができるため、貼り合わせレンズの導入は生産技術的な見地からも好ましい。
さらに、負レンズ群ＧＲ中においても、構成する負レンズのいずれかにクルツフリント系の異常分散性ガラスを用いると、更に優れた色補正が可能となる。
【００３９】
撮影レンズの物体側にフロントテレコンバーターを装着すると、元の撮影レンズの最短撮影距離が伸びてしまう性質がある。しかしながら、正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲのうちの少なくとも一方が光軸に沿って移動する機構を設けることにより、近距離フォーカシングが可能となるので好都合である。本発明においては、負レンズ群ＧＲを光軸に沿って移動可能な可動レンズ群として構成することにより、比較的簡素な構造をとることができ、且つ合焦（フォーカシング）に際して全長の変化しない内部合焦方式（内焦方式）を採用することができるので好都合である。
【００４０】
また、前述したように、撮影レンズ側でピント合せの機構を備えている場合、フロントテレコンバーターから射出される光線は完全にアフォーカルでなくとも良く、ピント合せが可能な範囲内において略アフォーカルで良い。
さらに、撮影レンズ側でピント合せの機構を備えている場合、フロントテレコンバーターの装着時にややバックフォーカスが伸びる方が、温度変化や製造誤差を吸収して無限遠のピント合せが確実となるので、生産技術上の観点からは好ましい。
【００４１】
さらに、本発明のフロントテレコンバーターは、撮影レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号とカメラの作動シークエンスの制御を行う制御手段からの信号とに基づいて適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、ブレ補正量に基づき防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組みあわせて、防振レンズシステムを構成することもできる。この場合、本発明においては、小型の負レンズ群ＧＲまたはその一部を光軸と直交する方向にシフトするように構成することが好ましい。
また、本発明のフロントテレコンバーターを構成する各レンズに対して、非球面レンズ、回折光学素子、屈折率分布型レンズ等をさらに用いることにより、さらに良好な光学性能を得ることができることは言うまでもない。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明のフロントテレコンバーターＦＣは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとから構成されている。また、フロントテレコンバーターＦＣが装着される撮影レンズＬは、各実施例において共通である。
【００４３】
〔第１実施例〕
図１は、本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影レンズとからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
第１実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズＬ１との貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凹面を向けた（像側に凸面を向けた）正メニスカスレンズと両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合負レンズから構成されている。
【００４４】
また、撮影レンズＬは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、開口絞りＳ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、および両凸レンズから構成されている。
なお、フロントテレコンバーターＦＣと撮影レンズＬの最も物体側の負メニスカスレンズとの間の光路中には、保護ガラスＦ１が配置されている。また、撮影レンズＬの最も像側の両凸レンズと像面との間の光路中には、フィルターとしての２つの平行平面板Ｆ２およびＦ３が配置されている。
【００４５】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影レンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（１）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００４６】
【表１】

【００４７】
図２は、第１実施例における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第１実施例では、高倍率（Ｍ＝２．９８０）であるにもかかわらず、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４８】
〔第２実施例〕
図３は、本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影レンズとからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
第２実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１との貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凹面を向けた（像側に凸面を向けた）正メニスカスレンズと両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合負レンズから構成されている。なお、撮影レンズＬは、第１実施例と全く同じ構成を有する。
【００４９】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影レンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（２）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００５０】
【表２】

なお、いずれの実施例においても、撮影レンズＬの焦点距離はｆ＝２３．３８０である。
【００５１】
図４は、第２実施例における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第２実施例では、高倍率（Ｍ＝３．９９３）であるにもかかわらず、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえばデジタルスチルカメラの物体側に装着して望遠化の機能を果たすフロントテレコンバーターであって、高倍率であるにもかかわらず、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影レンズとからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２】第１実施例における合成光学系の諸収差図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影レンズとからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
【図４】第２実施例における合成光学系の諸収差図である。
【符号の説明】
ＦＣフロントテレコンバーター
Ｌ撮影レンズ
ＧＦ正レンズ群
ＧＲ負レンズ群
Ｓ開口絞り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a front teleconverter, and more particularly to a teleconverter that is mounted on the object side in order to increase the focal length of a photographing lens.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-210810 and 3-59508 have disclosed a front teleconverter for a video camera.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the front teleconverter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-210810 has a disadvantage that it is difficult to obtain good imaging performance because the number of lenses is relatively small and the structure is simple.
Further, the front teleconverter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-59508 has a disadvantage that its practical value is low because the afocal magnification is as low as about 1.46.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a front teleconverter having excellent imaging performance with little aberration generation despite high magnification.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1In the front teleconverter that is detachably mounted on the object side of the photographing lens, the front teleconverter includes, in order from the object side, a positive lens group GF having a positive refractive power, a negative lens group GR having a negative refractive power, and The positive lens group GF includes:The positive lens is composed of a cemented positive lens composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens, and a positive meniscus lens, and at least one of the positive lens and the positive meniscus lens has an Abbe number formed from optical glass having a νd of 65 or more,The negative lens group GR has a positive lens having a convex surface on the image side,The focal length of the positive lens group GF is fF,The focal length of the negative lens group GR is fR,The axial distance between the positive lens group GF and the negative lens group GR is DFR,When the effective diameter of the lens surface closest to the object side of the positive lens group GF is ΦF, and the afocal magnification of the front teleconverter is M,
0.5 <ΦF / | fR | <10.0
3.0 <fF · M / DFR <15.0
1.9 <M
This is a front teleconverter characterized by satisfying the following conditions.
[0006]
  According to a second aspect of the present invention, the positive lens group GF includes a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens that is disposed closest to the object side and has a convex surface facing the object side, and the positive lens. The group GR includes a positive lens disposed closest to the object side and a biconcave lens disposed on the image side of the positive lens. The focal length of the positive lens group GF is fF, and the negative lens group GR When the effective diameter of the lens surface closest to the object is ΦR,
0.03 <ΦR / fF <1.0
The front teleconverter according to claim 1, wherein:.
[0007]
  ClaimThe invention of Item 3The negative lens group GR is formed by bonding a positive meniscus lens, a biconcave lens, and a positive meniscus lens in order from the object side, and a refractive index nd with respect to the d-line of the biconcave lens is:
1.7 <nd
The front teleconverter according to claim 1, wherein the front teleconverter according to claim 1 is satisfied.
  According to a fourth aspect of the present invention, the average value of the refractive index of the positive lens in the negative lens group GR with respect to the d-line is N, and the radius of curvature of the object side surface of the biconcave lens in the negative lens group GR is RA. When the radius of curvature of the image side surface of the biconcave lens in the negative lens group GR is RB,
1.6 <N
−2.0 <(RB + RA) / (RB−RA) <0
The front teleconverter according to claim 3, wherein the following condition is satisfied.
  The invention according to claim 5 is characterized in that the negative lens group GR or a part of the negative lens group GR is shifted in a direction perpendicular to the optical axis to constitute an anti-vibration lens group. It is a front teleconverter of description.
  According to a sixth aspect of the present invention, in the front teleconverter according to any one of the first to fifth aspects, the diffractive optical element is included.It is a front teleconverter.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the front teleconverter is explained optically.
In the present invention, the front converter is an optical system that is mounted on the object side of the objective lens and emits parallel light beams incident from the object side in parallel to the image side. In this case, the afocal magnification M of the front converter is the ratio of the incident side to the exit side (| θout / θin | And θin is the tilt angle of the on-axis paraxial ray on the incident side). The present invention relates to a front converter having an afocal magnification M larger than 1.0, that is, a front teleconverter having a so-called telephoto function.
[0009]
Specifically, the front teleconverter of the present invention constitutes a Galileo type optical system. That is, basically, in order from the object side, a positive lens group GF having a positive refractive power and a negative lens group GR having a negative refractive power are provided, and the image side focal position of the positive lens group GF and the negative lens group The object side focal position of GR is made to coincide. As a result, the light bundle incident in parallel from the object side is emitted in parallel to the image side after passing through the front teleconverter of the present invention. Therefore, the teleconverter is also called an afocal converter.
[0010]
Therefore, the afocal magnification M of the front teleconverter of the present invention is expressed by the following equation (a), where fF is the focal length of the positive lens group GF and fR is the focal length of the negative lens group GR.
M = fF / | fR | (a)
However, even when the image-side focal position of the positive lens group GF and the object-side focal position of the negative lens group GR are not matched, the ratio of the incident side to the exit side ( | Θout / θin |) is defined as M = | θout / θin |.
The value of M can be obtained by paraxial tracking calculation only for the lens data portion of the teleconverter. That is, regardless of the master lens, the afocal magnification of the teleconverter is determined by the configuration parameters of the teleconverter.
[0011]
However, practically, it is not necessary to make the image side focal position of the positive lens group GF and the object side focal position of the negative lens group GR exactly match, and at least one of the positive lens group GF and the negative lens group GR is used. Can be moved on the optical axis for focusing (focusing), or both focal positions should be close enough that they can be focused with the rear photographic lens (objective lens). .
Thus, even when the focal positions of the two do not exactly match, the afocal magnification is considered to be the ratio of the incident side to the exit side with respect to the inclination angle of the axial paraxial ray. Note that the afocal magnification at this time deviates from the equation (a), but the deviation amount is slight.
When the focal positions of both are strictly matched, the combined focal length of the afocal converter and an arbitrary imaging lens system (referred to as focal length f) is given by M × f. It will deviate slightly from Mxf. The focal length of the entire synthesized optical system is obtained by paraxial ray tracing calculation.
[0012]
The front teleconverter may be a Kepler type afocal converter that combines a positive lens group and a positive lens group, but in order to shorten the total length of the front teleconverter, it is desirable to use such a Galileo type afocal converter. . In addition, the Galileo type afocal converter is convenient for mounting on a photographing lens such as a camera because the posture of the image does not change even when mounted.
In addition, in the additional optical system such as the front teleconverter of the present invention, if the aberration is not sufficiently removed by itself, the combined optical system (front teleconverter + photographing lens) in the state where it is mounted on the photographing lens. Care must be taken because the aberrations deteriorate and the combined imaging performance deteriorates.
The present invention has found a front teleconverter having excellent imaging performance with less aberrations despite the high magnification in such a Galileo afocal converter.
[0013]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail along the conditional expressions.
In the present invention, the positive lens group GF has a cemented positive lens, and the negative lens group GR has a positive lens having a convex surface facing the image side, and satisfies the following conditional expression (1).
0.5 <ΦF / | fR | <10.0 (1)
Here, fR is the focal length of the negative lens group GR. ΦF is the effective diameter of the lens surface closest to the object side of the positive lens group GF.
[0014]
Conditional expression (1) shows an appropriate range for the ratio between the effective diameter ΦF of the lens surface closest to the object side of the positive lens group GF and the focal length fR of the negative lens group GR.
This conditional expression (1) defines the thickness of the light beam passing through the positive lens group GF, which is the front group of the teleconverter, and the focal length of the negative lens group GR, which is the rear group, and obtains sufficiently good image quality. Therefore, it is an important conditional expression for selectively passing the necessary light beam and keeping the refractive power of the negative lens group GR within an appropriate range.
[0015]
If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the effective diameter ΦF of the lens surface closest to the object side of the positive lens group GF becomes too large, that is, the height of the light beam passing through the positive lens group GF becomes too large, and aberrations occur. This is inconvenient because the generation will increase. In addition, stray light tends to enter the optical system, resulting in inconvenience that ghosts and flares are likely to occur. Furthermore, the front lens diameter (the diameter of the lens arranged closest to the object side) increases, which not only increases the size of the optical system, but also increases the weight.
[0016]
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, the effective diameter ΦF of the lens surface closest to the object side of the positive lens group GF becomes too small, so that it is not possible to obtain a sufficient amount of peripheral light.
In addition, in order to fully demonstrate the effect of this invention, it is preferable to make the upper limit of conditional expression (1) into 2.5, and to make a lower limit into 0.08.
[0017]
In the present invention, the positive lens group GF has a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens that is disposed closest to the object side and has a convex surface facing the object side, and a positive lens, and the negative lens group GR However, it is desirable to have a positive lens arranged closest to the object side and a biconcave lens arranged on the image side thereof, and satisfy the following conditional expression (2).
0.03 <ΦR / fF <1.0 (2)
Here, ΦR is the effective diameter of the lens surface closest to the object side of the negative lens group GR. FF is the focal length of the positive lens group GF.
[0018]
Conditional expression (2) shows an appropriate range for the ratio between the effective diameter ΦR of the lens surface closest to the object side of the negative lens group GR and the focal length fF of the positive lens group GF.
Exceeding the upper limit of conditional expression (2) is not preferable because the focal length fF of the positive lens group GF becomes too small, and spherical aberration generated in the teleconverter becomes enormous and image quality is impaired. Further, the decentering sensitivity when the positive lens group GF is assembled to the lens barrel becomes too large, which is not preferable because it becomes difficult to manufacture.
[0019]
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the focal length fF of the positive lens group GF becomes too large and the total length of the teleconverter becomes long, which is not preferable. In addition, the longitudinal chromatic aberration becomes excessive, and the image quality is deteriorated. Furthermore, it is not preferable to obtain a certain amount of peripheral light amount because the front lens diameter increases.
In addition, in order to exhibit the effect of this invention more fully, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.3 and to set the lower limit to 0.08. Further, in the present invention, it has been found that the above conditional expression (2) is effective when the afocal magnification is larger than 1.9.
[0020]
Furthermore, it has been found that it is important that the negative lens group GR arranged on the image side includes a positive lens in order to ensure good imaging performance. In particular, it is important that the negative lens group GR includes a positive lens in order to satisfactorily correct the Petzval sum in ensuring the flatness of the image surface.
In the present invention, in order to obtain better imaging performance, the cemented positive lens in the positive lens group GF is bonded to a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens in order from the object side. It is preferable that it is comprised.
[0021]
When the front teleconverter of the present invention is mounted on the object side of the photographing lens, chromatic aberration generated by the teleconverter is added to the chromatic aberration of the original master lens (photographing lens). Therefore, the above-described configuration of the cemented positive lens is particularly important for sufficient on-axis achromaticity in the combining optical system (teleconverter + photographing lens). Furthermore, since the positive lens constituting the cemented positive lens can satisfactorily correct spherical aberration and coma of the light beam below the principal ray, the above-described configuration of the cemented positive lens is excellent in image formation. This is an important component for obtaining performance.
[0022]
Further, in the present invention, the positive lens group GF is composed of, in order from the object side, a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens, and a positive meniscus lens, It is preferable that the conditional expression (3) is satisfied.
3.0 <fF · M / DFR <15.0 (3)
Here, fF is the focal length of the positive lens group GF. M is the afocal magnification of the front teleconverter. Further, DFR is an on-axis distance (air distance along the optical axis) between the positive lens group GF and the negative lens group GR.
[0023]
When the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the focal length fF corresponding to the afocal magnification M becomes too large. As a result, not only the total length of the front teleconverter is increased, but also spherical aberration and axial chromatic aberration are increased. Therefore, it is not preferable. In addition, the front lens diameter tends to increase, which not only increases the size of the optical system, but also increases the weight.
[0024]
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, the focal length fF of the positive lens group GF becomes too small and not only the field curvature increases, but also coma aberration of rays below the principal ray. Is undesirably large because the image quality tends to be impaired. Further, the axial distance DFR between the positive lens group GF and the negative lens group GR tends to increase, which is not preferable because the total length of the front teleconverter increases.
In addition, in order to exhibit the effect of this invention more fully, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (3) to 9.0 and to set the lower limit to 5.0.
[0025]
Furthermore, for sufficient achromaticity, it is desirable that the positive lens group GF has at least one positive lens formed of low dispersion glass. More specifically, it is desirable that the positive lens group GF includes at least one positive lens formed of optical glass having a so-called Abbe number νd of 65 or more. With this configuration, not only axial chromatic aberration but also lateral chromatic aberration can be sufficiently corrected, and good imaging performance can be obtained. In order to more fully demonstrate the effects of the present invention, it is preferable that the positive lens group GF includes at least one positive lens formed of optical glass having an Abbe number νd of 80 or more.
[0026]
Furthermore, it is desirable that the positive lens group GF includes at least one positive lens formed of optical glass having anomalous dispersion. This is very important for doubling the teleconverter. Hereinafter, anomalous dispersibility will be briefly described.
A ratio of two partial dispersions (difference in refractive index with respect to two wavelengths) of the optical glass is referred to as a partial dispersion ratio, and an amount P (gFdC) defined by the following equation (b) is considered.
P (gFdC) = (ng−nd) / (nF−nC) (b)
Here, g, F, d, and C are each spectral line symbol. And nd is the refractive index for the d-line (λ = 587.6 nm), and ng is the refractive index for the g-line (λ = 435.8 nm). NF is a refractive index with respect to F-line (λ = 486.1 nm), and nC is a refractive index with respect to C-line (λ = 656.3 nm).
[0027]
When this partial dispersion ratio P (gFdC) and Abbe number ν are plotted in the vertical and horizontal directions of the graph, the one deviating from the standard glass coordinates is called an anomalous dispersion glass. More specifically, typical examples of the standard glass include a crown glass K7 and a flint glass F2 manufactured by Schott, and those having a large deviation from a line connecting the coordinates of the two glasses are anomalous dispersion properties. Say the glass.
[0028]
In the present invention, it is extremely preferable to use an optical glass having an Abbe number νd of 80 or more and a partial dispersion ratio P (gFdC) of 0.8 or more for the positive lens in the positive lens group GF for sufficient achromaticity. I found it effective. Further, it has been found that forming a positive lens in the positive lens group GF with low dispersion glass is more preferable because it can sufficiently exert an achromatic effect as a cemented lens. Furthermore, even if a low dispersion glass is used for any positive lens in the positive lens group GF, an excellent achromatic effect can be obtained.
[0029]
In the present invention, in addition to the above-described configuration, the negative lens group GR is configured by bonding a positive meniscus lens, a biconcave lens, and a positive meniscus lens in order from the object side. It is preferable that the refractive index nd satisfies the following conditional expression (4).
1.7 <nd (4)
[0030]
If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the Petzval sum of the entire optical system tends to be displaced to the negative side. As a result, the image surface is greatly bent to the positive side, which deteriorates the imaging performance around the screen, which is not preferable.
In order to further fully demonstrate the effects of the present invention, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 1.8.
Further, in the present invention, it has been found that the above conditional expressions (1) to (4) are more effective when the afocal magnification is larger than 2.5, that is, when the magnification is high.
[0031]
In the present invention, in order to obtain better imaging performance, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (5) and (6) in addition to the above configuration.
1.6 <N (5)
−2.0 <(RB + RA) / (RB−RA) <0 (6)
Here, N is the refractive index of the positive lens in the negative lens group GR with respect to the d-line (takes an average value when a plurality of positive lenses are included). RA is the radius of curvature of the object side surface of the biconcave lens in the negative lens group GR, and RB is the radius of curvature of the image side surface of the biconcave lens in the negative lens group GR.
[0032]
Conditional expression (5) defines an appropriate range for the refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the negative lens group GR.
If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the refractive index N becomes too small and the Petzval sum tends to be negative. As a result, among the various aberrations, the curvature of field in particular tends to increase, and the image quality is impaired. Conditional expression (5) is particularly effective when the afocal magnification is greater than 2.5.
[0033]
Conditional expression (6) defines an appropriate range for the shape factor of the biconcave lens in the negative lens group GR. The shape factor is a parameter indicating the lens shape, and the lens shape is changed to a biconcave shape or a meniscus shape depending on the value.
Exceeding the upper limit value of conditional expression (6) is not preferable because the shape factor of the biconcave lens becomes too large, and the coma aberration of the light ray below the principal ray becomes large. Further, it is not preferable because the lens shape becomes difficult to manufacture. Furthermore, the disadvantage of increased ghost and flare due to surface reflection is also undesirable.
[0034]
On the other hand, if the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the shape factor of the biconcave lens becomes too small and the spherical aberration becomes large on the positive side, which is not preferable. Further, the object side surface is too close to a flat surface, and ghosts and flares are likely to occur due to surface reflection.
In order to further fully demonstrate the effects of the present invention, it is preferable to set the upper limit value of conditional expression (6) to −0.1 and the lower limit value to −0.6.
Furthermore, in the present invention, it has been found that conditional expressions (5) and (6) are also more effective when the afocal magnification is larger than 2.5, similarly to conditional expressions (1) to (4). .
[0035]
When actually configuring a teleconverter, in order to achieve better imaging performance, the positive lens group GF is made up of a cemented positive lens composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens in order from the object side. It is composed of a lens and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and at least one of the positive lens and the positive meniscus lens is made of low dispersion glass having an Abbe number νd of 80 or more. Is preferred. In this case, if both the positive lens and the positive meniscus lens are formed of the above-described low dispersion glass, much better imaging performance can be obtained. Furthermore, in the present invention, it has also been found that it is desirable for good aberration correction to form both the positive lens and the positive meniscus lens with the above-mentioned anomalous dispersion glass.
[0036]
On the other hand, it is preferable that the negative lens group GR is configured by bonding a positive meniscus lens, a biconcave lens, and a positive meniscus lens in order from the object side. In other words, the negative lens group GR is preferably a cemented negative lens made up of three lenses. Further, the negative lens group GR having a positive lens having a convex surface directed toward the image side is effective for correcting spherical aberration among various aberrations, and thereby good imaging performance can be obtained. These configurations are more effective particularly when the afocal magnification M satisfies the following conditional expression (7).
2.5 <M (7)
This is because when the afocal magnification M is increased, the amount of axial chromatic aberration generated among various aberrations becomes particularly large, but a good chromatic aberration balance can be achieved by the above-described configuration.
[0037]
Further, in the cemented positive lens in the positive lens group GF, sufficient on-axis achromaticity is achieved by increasing the Abbe number of the positive lens for low dispersion and reducing the Abbe number of the negative lens for high dispersion. be able to. At this time, it is desirable that the difference Δν between the Abbe number of the positive lens and the Abbe number of the negative lens is 10 or more. When a plurality of positive lenses or negative lenses are included, it is desirable that the minimum difference Δν is 10 or more.
[0038]
Also, by introducing a bonded lens (bonded lens), it becomes difficult for the lenses to be decentered at the time of manufacturing, and performance degradation due to manufacturing errors can be reduced. It is also preferable from a standpoint.
Further, even in the negative lens group GR, if a Kurzflint anomalous dispersion glass is used for any of the negative lenses constituting the lens group, further excellent color correction can be achieved.
[0039]
When the front teleconverter is attached to the object side of the taking lens, there is a property that the shortest shooting distance of the original taking lens is extended. However, providing a mechanism in which at least one of the positive lens group GF and the negative lens group GR moves along the optical axis is advantageous because near-field focusing is possible. In the present invention, by configuring the negative lens group GR as a movable lens group that can move along the optical axis, a relatively simple structure can be achieved, and the internal length does not change during focusing. This is convenient because a focusing method (inner focusing method) can be adopted.
[0040]
Further, as described above, when a focusing mechanism is provided on the photographic lens side, the light beam emitted from the front teleconverter does not have to be completely afocal, and is approximately afocal within the range where focusing is possible. good.
In addition, if a focusing mechanism is provided on the photographic lens side, when the front teleconverter is attached, the slightly longer back focus absorbs temperature changes and manufacturing errors, ensuring infinite focus. This is preferable from the technical viewpoint.
[0041]
Further, the front teleconverter according to the present invention has an appropriate blur correction amount based on a blur detection unit that detects blur of the photographing lens, a signal from the blur detection unit, and a signal from a control unit that controls the operation sequence of the camera. The image stabilization lens system can be configured by combining the image blur control device for determining the image quality and the drive mechanism for moving the image stabilization lens group based on the image stabilization amount. In this case, in the present invention, it is preferable that the small negative lens group GR or a part of the small negative lens group GR is shifted in a direction orthogonal to the optical axis.
It goes without saying that even better optical performance can be obtained by further using an aspheric lens, a diffractive optical element, a gradient index lens, or the like for each lens constituting the front teleconverter of the present invention.
[0042]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In each embodiment, the front teleconverter FC of the present invention is composed of, in order from the object side, a positive lens group GF having a positive refractive power and a negative lens group GR having a negative refractive power. The photographing lens L to which the front teleconverter FC is attached is common in each embodiment.
[0043]
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a lens configuration of a composite optical system including a front teleconverter and a photographing lens according to the first embodiment of the present invention.
In the front teleconverter FC of the first embodiment, the positive lens group GF includes, in order from the object side, a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a biconvex lens L1, and a convex surface facing the object side. And a positive meniscus lens L2 facing the lens. The negative lens group GR includes a cemented negative lens formed by bonding a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side (a convex surface facing the image side), a biconcave lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. It is composed of
[0044]
The photographing lens L includes, in order from the object side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, a biconcave lens, a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, an aperture stop S, a biconvex lens, a biconvex lens, and a biconcave lens. A cemented lens, a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side, a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex lens.
A protective glass F1 is disposed in the optical path between the front teleconverter FC and the negative meniscus lens closest to the object side of the photographing lens L. In the optical path between the biconvex lens closest to the image side of the photographic lens L and the image plane, two parallel flat plates F2 and F3 as filters are arranged.
[0045]
The following table (1) lists the values of the specifications of the first embodiment of the present invention. In Table (1), F represents the focal length of the combining optical system, and f represents the focal length of the taking lens L. In the lens specifications of Table (1), the first column indicates the surface number of the lens surface from the object side, r in the second column indicates the radius of curvature of the lens surface, and d in the third column indicates the distance between the lens surfaces. Ν in the fourth column is the Abbe number, N (d) in the fifth column is the refractive index with respect to the d-line (λ = 587.6 nm), and N (g) in the sixth column is the g-line (λ = 435). .8 nm).
[0046]
[Table 1]

[0047]
FIG. 2 is a diagram showing various aberrations of the combining optical system in the first example.
In each aberration diagram, FNO represents an F number, Y represents an image height, d represents a d-line (λ = 587.6 nm), and g represents a g-line (λ = 435.8 nm). In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane.
As is apparent from each aberration diagram, in the first example, various aberrations are corrected well and excellent imaging performance is ensured despite the high magnification (M = 2.980). I understand.
[0048]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a lens configuration of a combining optical system including a front teleconverter and a photographing lens according to the second embodiment of the present invention.
In the front teleconverter FC of the second embodiment, the positive lens group GF is formed by bonding, in order from the object side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side. The lens includes a positive lens and a positive meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side. The negative lens group GR includes a cemented negative lens formed by bonding a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side (a convex surface facing the image side), a biconcave lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. It is composed of The photographing lens L has the same configuration as that of the first embodiment.
[0049]
The following table (2) lists values of specifications of the second embodiment of the present invention. In Table (2), F represents the focal length of the combining optical system, and f represents the focal length of the taking lens L. In the lens specifications in Table (2), the first column indicates the surface number of the lens surface from the object side, and r in the second column indicates the radius of curvature of the lens surface (in the case of an aspherical surface, the paraxial radius of curvature). ), The third column d is the lens surface spacing, the fourth column ν is the Abbe number, the fifth column N (d) is the refractive index with respect to the d-line (λ = 587.6 nm), the sixth N (g) in the column indicates the refractive index with respect to g-line (λ = 435.8 nm).
[0050]
[Table 2]

In any embodiment, the focal length of the taking lens L is f = 23.380.
[0051]
FIG. 4 is a diagram showing various aberrations of the combining optical system in the second example.
In each aberration diagram, FNO represents an F number, Y represents an image height, d represents a d-line (λ = 587.6 nm), and g represents a g-line (λ = 435.8 nm). In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane.
As is apparent from each aberration diagram, in the second example, various aberrations are corrected well and excellent imaging performance is ensured despite the high magnification (M = 3.993). I understand.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, a front teleconverter that is mounted on the object side of a digital still camera and performs a telephoto function, which is excellent in generating less aberration despite high magnification. A front teleconverter having excellent imaging performance can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a lens configuration of a composite optical system including a front teleconverter and a photographing lens according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating various aberrations of the combining optical system in the first example.
FIG. 3 is a diagram illustrating a lens configuration of a composite optical system including a front teleconverter and a photographing lens according to a second example of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the combining optical system in the second example.
[Explanation of symbols]
FC front teleconverter
L Photography lens
GF positive lens group
GR negative lens group
S Aperture stop

Claims

In the front teleconverter that is detachably attached to the object side of the photographic lens,
The front teleconverter, in order from the object side, includes a positive lens group GF having a positive refractive power and a negative lens group GR having a negative refractive power,
The positive lens group GF includes a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens having a convex surface toward the object side and a positive lens, and a positive meniscus lens. At least one of the lenses is formed of an optical glass having an Abbe number νd of 65 or more,
The negative lens group GR has a positive lens having a convex surface on the image side,
The focal length of the positive lens group GF is fF, the focal length of the negative lens group GR is fR , the axial distance between the positive lens group GF and the negative lens group GR is DFR, and the positive lens group GF When the effective diameter of the lens surface closest to the object is ΦF and the afocal magnification of the front teleconverter is M,
0.5 <ΦF / | fR | <10.0
3.0 <fF · M / DFR <15.0
1.9 <M
A front teleconverter characterized by satisfying the above conditions.

The positive lens group GF includes a cemented positive lens formed by bonding a negative meniscus lens that is disposed closest to the object side and has a convex surface facing the object side, and a positive lens;
The negative lens group GR has a positive lens arranged closest to the object side, and a biconcave lens arranged on the image side of the positive lens,
When the focal length of the positive lens group GF is fF and the effective diameter of the lens surface closest to the object side of the negative lens group GR is ΦR,
0.03 <ΦR / fF <1.0
The front teleconverter according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

The negative lens group GR is formed by bonding a positive meniscus lens, a biconcave lens, and a positive meniscus lens in order from the object side.
The refractive index nd for the d-line of the biconcave lens is
1.7 <nd
The front teleconverter according to claim 1 , wherein the following condition is satisfied.

In the negative lens group GR, the average value of the refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the negative lens group GR is N, the radius of curvature of the object side surface of the biconcave lens in the negative lens group GR is RA, and in the negative lens group GR When the radius of curvature of the image side surface of the biconcave lens is RB,
1.6 <N
−2.0 <(RB + RA) / (RB−RA) <0
The front teleconverter according to claim 3 , wherein the following condition is satisfied.

The front teleconverter according to any one of claims 1 to 4, wherein the anti-vibration lens group is configured by shifting the negative lens group GR or a part of the negative lens group GR in a direction orthogonal to the optical axis .

The front teleconverter according to any one of claims 1 to 5, wherein the front teleconverter includes a diffractive optical element .